JP5573771B2 - マイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents

Description

本発明はマイクロチップ電気泳動方法及びそのマイクロチップ電気泳動方法を実行するためのマイクロチップ電気泳動装置に関するものである。

マイクロチップ電気泳動では、分離用主流路の一端側に導入されたＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの試料をその流路の両端間に印加した電圧によりその流路の他端方向に電気泳動させることにより分離させて検出する。
マイクロチップ電気泳動において、マイクロチップを繰り返し使用して、バッファ液の充填、試料分注、電気泳動及び分離された試料成分の検出を自動で行なう装置が開発されている。

分析の稼働率を挙げるために、複数のマイクロチップを搭載し、それらのマイクロチップにおいて繰り返して電気泳動分析を行なうことが可能なマイクロチップ電気泳動装置がある（特許文献１参照。）。マイクロチップは流路の各端部に表面に開口したリザーバをもったものを使用し、マイクロチップ処理装置に装着するときはリザーバが上面にくるようにマイクロチップを保持する。流路への分離バッファ液の充填は、分離バッファ液充填・排出部により１つのリザーバに分離バッファ液を供給し、そのリザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給することにより分離バッファ液を流路に押し込むことにより行なう。流路に分離バッファ液を充填した後、他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引ノズルで吸引する。その後、試料供給用のリザーバに試料を分注する。

米国特許第７６７８２５４号

このような装置において、従来では、各マイクロチップにおいて毎回同じ分離精度が得られることを前提として装置が構成されていた。しかし、実際には、各マイクロチップにおける分離性能にばらつきがあることがわかった。

そこで、本発明は、複数のマイクロチップを搭載して各マイクロチップで繰り返して電気泳動分析を行なうことができるマイクロチップ電気泳動装置において、マイクロチップにおける分離性能のばらつきを改善することを目的とするものである。

本発明が対象とするマイクロチップ電気泳動装置は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、リザーバが上面にくるように固定して保持するチップ保持部と、マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、試料溶液を吸入しマイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置とマイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことによりマイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すようにバッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたものである。

上記のマイクロチップ電気泳動装置に搭載されている各マイクロチップ間において分離精度にばらつきがある場合がある。その原因の一つとして、各マイクロチップの個体差が挙げられる。すなわち、加工精度などにより各マイクロチップには個体差があるため、すべてのマイクロチップに対してまったく同じ位置に自動試料注入機構（オートサンプラ）の分注ノズルを位置決めすることは困難である。そのため、各マイクロチップのリザーバへの液の分注位置にばらつきがあり、そのばらつきによって各マイクロチップのリザーバにおける試料の状態にばらつきが生じ、それが各マイクロチップにおける分離精度のばらつきの原因となっていることがわかった。そして、これは試料の分注量が微量になるほど顕著に現れることがわかった。

そこで、本発明にかかる第１のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量をマイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいてマイクロチップごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御するようにした。これにより、各マイクロチップに対して最適な分離性能が得られる条件で試料溶液が分注されるようになる。

さらに、制御部は、最適な分離性能を得るための予め求められた分離媒体分注量をマイクロチップごとに設定した分離媒体分注量設定部をさらに備え、かつ制御部は、分離媒体分注量設定部に設定された分離媒体分注量に基づいてマイクロチップごとにバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御するものであることが好ましい。そうすれば、各マイクロチップに対して最適な分離性能が得られる条件で分離媒体としてのバッファ液が分注されるようになり、マイクロチップ間の分離媒体の分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきをなくすことができる。

また、分離媒体として異なるバッファ液を用いて電気泳動分析を行なう場合、バッファ液の種類によって表面張力や粘性などの物理的特性が異なるため、それらの特定の違いによってバッファ液の分注量が異なったリ、分注精度が低下したりする場合がある。バッファ液の分注量が変化することによって泳動流路内に充填される分離媒体の量が変化すると、電気泳動分析の結果に影響を与え、分析結果の再現性が悪くなる。しかし、従来の装置では、バッファ液の特性の違いが分注精度に与える影響について考慮された構成にはなっていなかった。

そこで、本発明にかかる第２のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液／分離媒体分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液／分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作及び／又はバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御する。これにより、分離媒体の特性によって生じる分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきを改善することができる。

本発明の第１のマイクロチップ電気泳動装置によれば、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量をマイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいてマイクロチップごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御するので、各マイクロチップ間における分注精度のばらつきに起因する分離性能のばらつきを改善し、分析結果の再現性を高めることができる。

第２のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液／分離媒体分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液／分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作及び／又はバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御するので、分離媒体の特性によって生じる分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきを改善し、分離媒体の特定にかかわらず高い再現性の分析結果を得ることができる。

一実施例のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。 同実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す斜視図である。 マイクロチップの一例を示す図であり、（Ａ）と（Ｂ）はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、（Ｃ）はマイクロチップの正面図である。 同マイクロチップの具体的な一例を示す平面図である。 同マイクロチップ電気泳動装置において分離媒体を充填する際の空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。 一実施例の動作を工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作における処理手順を示すフローチャートである。 各マイクロチップで得られる分析結果の理論段数と試料溶液の分注量の設定値との関係を示すグラフであり、（Ａ）はマイクロチップへの試料溶液の実際の分注量と理論段数との関係を示す実験データ、（Ｂ）はマイクロチップへの試料溶液の最適分注量が各マイクロチップで一致するように補正した後の分注量と理論段数との関係を示す実験データである。

図１は本発明をマイクロチップ電気泳動装置１に適用した一実施例における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
分注部２は分注プローブを備えた分注プローブ駆動機構を含んでいる。分注部２の分注プローブは、シリンジポンプ４により分離バッファ液又は試料を吸入し、マイクロチップの電気泳動流路の一端に注入するものであり、複数の電気泳動流路について共通に設けられている。

分離バッファ液充填・排出部１６は電気泳動流路の一端に注入された分離バッファ液を空気圧により電気泳動流路に充填し、不用な分離バッファ液を吸引ポンプ部２３により排出する。分離バッファ液充填・排出部１６も、処理しようとする複数の電気泳動流路について共通に設けられている。電気泳動用高圧電源部２６は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加する。蛍光測定部３１は電気泳動流路で分離された試料成分を検出する検出部の一例である。

制御部３８は、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行するように分注部２の動作を制御し、試料注入が終了した電気泳動流路で泳動電圧を印加して電気泳動を起こさせるように電気泳動用高圧電源部２６の動作を制御し、蛍光測定部３１による検出動作を制御するものである。パーソナルコンピュータ４０はこのマイクロチップ電気泳動装置の動作を指示したり、蛍光測定部３１が得たデータを取り込んで処理したりするための外部制御装置である。制御部３８は、試料溶液分注量設定部１０２、分離媒体分注量設定部１０４及び試料溶液／分離媒体分注量設定部１０６を備えている。これらの設定部１０２，１０４及び１０６については後述する。

図２に一実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す。マイクロチップ５−１〜５−４は保持部７に４個が固定して保持されている。マイクロチップ５−１〜５−４は後で詳しく説明するように、それぞれ１試料を処理するための１つの電気泳動流路が形成されたものである。マイクロチップ５−１〜５−４は分析操作中は保持部７に固定されている。

それらのマイクロチップ５−１〜５−４に分離バッファ液と試料を分注するために、分注部２は、吸引と吐出を行なうシリンジポンプ４と、分注ノズルを備えた分注プローブ８と、洗浄液用の容器１０とを備えており、分注プローブ８と洗浄液用の容器１０は三方電磁弁６を介してシリンジポンプ４に接続されている。分離バッファ液と試料はマイクロタイタプレート１２上の穴にそれぞれ収容されて、分注部２によりマイクロチップ５−１〜５−４に分注される。なお、分離バッファ液は専用の容器に収容してマイクロタイタプレート１２の近くに配置してもよい。１４は分注プローブ８を洗浄するための洗浄部であり、洗浄液が溢れている。

分注部２は、三方電磁弁６を分注プローブ８とシリンジポンプ４が接続される方向に接続して分離バッファ液又は試料を分注プローブ８に吸引し、分注プローブ８をマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動させてシリンジポンプ４によりマイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路に吐出する。分注プローブ８を洗浄する際は三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８を洗浄部１４の洗浄液に浸し、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と分注プローブ８を接続する側に切り替えて分注プローブ８の内部から洗浄液を吐出することにより洗浄を行なう。

マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を流路内に充填するために、４つのマイクロチップ５−１〜５−４について分離バッファ液充填・排出部１６が共通に備えられている。分離バッファ液充填・排出部１６はマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動し、マイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。

各マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路に独立して泳動用の電圧を印加するために、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに独立した電気泳動用高圧電源２６（２６−１〜２６−４）が設けられている。

マイクロチップ５−１〜５−４の分離流路５５で電気泳動分離された試料成分を検出するための蛍光測定部３１は、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに設けられてそれぞれの電気泳動流路の一部に励起光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）３０−１〜３０−４と、電気泳動流路を移動する試料成分がＬＥＤ３０−１〜３０−４からの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバ３２−１〜３２−４と、それらの光ファイバ３２−１〜３２−４からの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタ３４−１，３４−２を介して蛍光を受光する光電子増倍管３６とを備えている。ここではフィルタ３４−１と３４−２で異なる蛍光を透過させるものを使用しているので、マイクロチップ５１−１，５１−２と５１−３，５１−４で互いに異なる蛍光を検出することができる。しかし、４つのマイクロチップ５１−１〜４で同じ蛍光を検出する場合には、１つのフィルタを共通に使用することができる。ＬＥＤ３０−１〜３０−４を互いに時間をずらして発光させることにより、１つの光電子増倍管３６で４つのマイクロチップ５−１〜５−４からの蛍光を識別して検出することができる。なお、励起光の光源としては、ＬＥＤに限らずＬＤ（レーザダイオード）を用いてもよい。

図３と図４はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動装置を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。

図３に示されるように、このマイクロチップ５は一対の透明基板（石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板）５１，５２からなり、一方の基板５２の表面に、（Ｂ）に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝５４，５５を形成し、他方の基板５１には、（Ａ）に示されるように、その溝５４，５５の端に対応する位置にリザーバ５３を貫通穴として設け、両基板５１，５２を（Ｃ）に示すように重ねて接合し、キャピラリ溝５４，５５を試料の電気泳動分離用の分離流路５５と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路５４とする。

マイクロチップ５は基本的には図３に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図４に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図４はそのマイクロチップ５の平面図を示したものである。４つのリザーバ５３は流路５４，５５に電圧を印加するためのポートでもある。ポート＃１と＃２は試料導入流路５４の両端に位置するポートであり、ポート＃３と＃４は分離流路５５の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このチップ５の表面に形成された電極パターン６１〜６４がそれぞれのポートからマイクロチップ５の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源部２６−１〜２６−４に接続されるようになっている。

図５はバッファ充填・排出部１６における空気供給口１８とマイクロチップ５の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口１８の先端にはＯリング２０が設けられており、空気供給口１８をマイクロチップ５の１つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ５の電気泳動流路に対し、空気供給口１８を機密を保って取り付けることができ、空気供給口１８から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル２２が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液を吸入して排出する。

ここで、図１に戻って、制御部３８の試料溶液分注量設定部１０２、分離媒体分注量設定部１０４及び試料溶液／分離媒体分注量設定部１０６について説明する。
試料溶液分注量設定部１０２は、４枚のマイクロチップ５−１〜５−４（図２）における電気泳動分析でそれぞれ最適な分離性能が得られるようにマイクロチップ５−１〜５−４のそれぞれに対する試料溶液分注量を個別に設定するよう構成されたものである。

マイクロチップ５−１〜５−４に対する試料溶液分注量への設定値をすべて同じにしても、マイクロチップ５−１〜５−４の個体差などによって各マイクロチップ５−１〜５−４への試料溶液の分注精度などにばらつきが生じ、そのばらつきによって、各マイクロチップ５−１〜５−４での電気泳動分析の分離性能にばらつきが生じる。そのため、各マイクロチップ５−１〜５−４への試料溶液の分注量として同じ値を一律に設定して電気泳動分析を行なうと、各マイクロチップ間で分離性能の異なる結果しか得られず、分析結果の再現性が悪くなる。そのため、制御部３８の試料溶液分注量設定部１０２は各マイクロチップ５−１〜５−４において最適な分離性能が得られる試料溶液の分注量をそれぞれ設定し、設定した量の試料溶液を分注するように分注部２を制御する。

各マイクロチップ５−１〜５−４への試料容器分注量は、予め実験により求められた実験値に基づいて設定される。実験値は図１１（Ａ）に示されているような実験データから求めることができ、そのような実験値は、試料溶液分注量設定部１０２が保持していてもよいし、ＰＣ４０の記憶メモリー内に記憶されていてもよい。

図１１（Ａ）に示されている実験データは、マイクロチップ５−１〜５−４（Ｃｈｉｐ＃１〜Ｃｈｉｐ＃４）への試料溶液の分注量として同じ値を設定して電気泳動分析を行なったときの各マイクロチップ５−１〜５−４で得られる分析結果の理論段数と試料溶液の分注量の設定値との関係の実験データである。この実験では、分離バッファ溶液としてＤＮＡ−１０００キット（株式会社島津製作所の製品）、試料溶液としてφ×174-HaeIII marker(Promega）をＴＥ緩衝液（トリス（Tris）とエチレンジアミン四酢酸（EDTA）からなる緩衝液）（ナカライテスク社）にて１００倍希釈したものを使用した。このデータにおいて、横軸が試料溶液分注量の設定値（μＬ）であり、縦軸が理論段数である。理論段数Ｎは次の式の半値幅法により算出した。なお、ｔ_rは保持時間、Ｗ_0.5hは半値幅である。
Ｎ＝５.５４（ｔ_r／Ｗ_0.5h）²

図１１（Ａ）に示されているように、それぞれのマイクロチップにおいて複数の分注量条件を設定して測定すると、設定した分注量のうちで理論段数が最大となる分注量（以下、最適分注量という）が存在するが、その最適分注量はマイクロチップ５−１〜５−４のそれぞれで異なっている。そこで、このデータに基づいて、マイクロチップ５−１〜５−４のそれぞれの最適分注量を記憶しておき、試料溶液分注量設定部１０２はその最適分注量を分注量設定値としてマイクロチップ５−１〜５−４に個別に設定する。

従来のように、すべてのマイクロチップ５−１〜５−４への試料溶液の分注量を規定値（２．７５μＬ）に一律に設定すると、マイクロチップ５−１〜５−４の理論段数は次のようになり、マイクロチップ間で分離性能にばらつきが生じる。
マイクロチップ５−１：１５１９７５
マイクロチップ５−２：１１７３６５
マイクロチップ５−３：１０４４２１
マイクロチップ５−４：１１１２４０

これに対し、マイクロチップ５−１〜５−４それぞれへの試料溶液の分注量設定値を最適分注量に補正することにより、図１１（Ｂ）に示されるように、各マイクロチップ５−１〜５−４における最適分注量が規定値（２．７５μＬ）となるように補正でき、下に示すように、マイクロチップ間の理論段数の差が小さくなり、分離性能のばらつきが改善され、いずれのマイクロチップにおいても高い分離性能が得られる。ここで、補正とは、規定値の２．７５μＬを分注量として設定すると、各マイクロチップに対する分注量設定値が最適分注量になるように補正され、その最適分注量の試料溶液が分注されるということである。
マイクロチップ５−１：１５１９７５
マイクロチップ５−２：１３５６６３
マイクロチップ５−３：１５５５７２
マイクロチップ５−４：１６１９３４

また、試料溶液と同様に、マイクロチップ５−１〜５−４の個体差などによってマイクロチップ５−１〜５−４に分離媒体として分注される分離バッファ液の分注精度にもばらつきがある。そこで、分離媒体注入量設定部１０４は、各マイクロチップ５−１〜５−４への分離媒体分注量を個別に設定するようになっている。分離媒体分注量は実験値に基づいて設定され、そのような実験値は試料溶液と同様に理論段数が最大となる分注量を予め測定された実験データから求める。

また、分離バッファ液の種類によっても分注精度が変化する。そこで、試料溶液／分離媒体分注量設定部１０６が、分析者が使用する分離媒体の種類が入力されたときに、その分離媒体の種類に応じて最適な試料溶液及び分離媒体の分注量を設定する。最適な試料溶液及び分離媒体の分注量は、予め各分離媒体を用いて測定した理論段数と分注量との関係データから理論段数が最大となる分注量として求められる実験値に基づいて設定される。

このマイクロチップ処理装置においてマイクロチップは移動せずに保持部７に固定された状態で繰り返し使用されるものであり、その場合の処理手順を図６から図９に示し、図１０のフローチャートにより説明する。図１０のフローチャート中での符号（Ａ〜Ｕ）は図６〜図９での工程の符号を意味する。ここで行なわれる処理は、前回の分析で使用されたマイクロチップを洗浄し、流路に分離バッファ液を充填し、各リザーバにも分離バッファ液を充填した状態で流路に電流が正常に流れるか否かの泳動テストを行ない、その後試料を分注して泳動を開始し、分注プローブと吸引ノズルを洗浄する一連の工程である。

（Ａ）は１つのマイクロチップ５を示している。マイクロチップ５は図３及び図４に示されたものであり、分離流路５５と試料導入流路５４が交差するように設けられ、各流路５４，５５の端部にリザーバ５３が形成されたものである。図４の１番から４番までのリザーバをここでは符号５３−１〜５３−４で示す。

（Ｂ）前の試料の分析が終了した状態であり、流路及び各リザーバには分離バッファ液が残っており、その分離バッファ液内に分離された試料も残っている。

（Ｃ）まず試料供給用リザーバ５３−１を洗浄するために、吸引ノズル２２−１のみがリザーバ５３−１に挿入される。吸引ノズル２２−２と吸引ノズル２２−３も吸引ノズル２２−１と同時に上下動するものであるが、吸引ノズル２２−１の長さが他の吸引ノズル２２−２，２２−３よりも長くなっているために、吸引ノズル２２−１のみがリザーバ５３−１に挿入されてそのリザーバ５３−１の底部に押しつけられた状態となるが、他の吸引ノズル２２−２，２２−３はそれぞれの対応するリザーバ５３−２，５３−３には挿入されない。その状態で吸引ノズル２２−１から吸引されることによりリザーバ５３−１内の分離バッファ液が吸引されて除去される。

（Ｄ）リザーバ５３−１に分注プローブ８から洗浄水が供給される。
（Ｅ）再びリザーバ５３−１に吸引ノズル２２−１が挿入され、洗浄水が吸引されて排出される。
（Ｆ）リザーバ５３−１に分注プローブ８から再び洗浄水が供給される。

（Ｇ）次に、リザーバ５３−１〜５３−３にそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。このとき３つの吸引ノズル２２−１〜２２−３はそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に挿入される。吸引ノズル２２−１〜２２−３はばね機構により伸縮できるようになっており、吸引ノズル２２−１〜２２−３の先端が何かに当接しない状態では吸引ノズル２２−１が最も長くなるように取りつけられている。吸引ノズル２２−１〜２２−３の先端がリザーバ５３−１〜５３−３の底に押しつけられることによって、吸引ノズル２２−１〜２２−３はそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３の底に当接する。それらの３つの吸引ノズル２２−１〜２２−３から同時に液が吸引されて除去される。分注プローブ８はリンスポート１００に挿入されて分注プローブ８内の洗浄水の全量が吐出されるとともに、分注プローブ８の内外が洗浄される。

（Ｈ）他の一つのリザーバ５３−４に４番目の吸引ノズル２２−４が挿入される。この吸引ノズル２２−４（図２には示されていない）は３本の吸引ノズル２２−１〜２２−３とは別に設けられ、図２に示された空気供給口用のシリンダ１８の近くに配置されたものである。吸引ノズル２２−４も押しつけられることによりリザーバ５３−４の底に当接する。吸引ノズル２２−４からリザーバ５３−４内の分離バッファ液が吸引されて除去される。分注プローブ８はバッファ液を入れた試薬容器９１から分離バッファ液を吸引する。

（Ｉ）分注プローブ８をリザーバ５３−４へ移動させ、分離バッファ液を分離媒体として分注する。分離バッファ液の分注量は、分離媒体分注量設定部１０４（図１）によりマイクロチップごとに設定された量である。
（Ｊ）リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、空気がリザーバ５３−４から流路に供給される。他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に溢れ出した分離バッファ液が吸引されて除去される。

（Ｋ）リザーバ５３−４に吸引ノズル２２−４が挿入され、そのリザーバ５３−４の分離バッファ液が吸引されて除去される。これにより流路内にのみ分離バッファ液が残る状態となる。
（Ｌ）〜（Ｏ）リザーバ５３−１〜５３−４に分注プローブ８により分離バッファ液が順次分注される。

（Ｐ）それぞれのリザーバに電極が挿入され、泳動テストが行なわれる。ここでは電極間の電流値を検出することにより流路にゴミや気泡が混入していないかどうかを確認する。ここで流路に印加する電圧は、試料を分離するための泳動電圧と同じであってもよいが、それよりも低電圧としてもよい。
分離バッファ液を分注した分注プローブ８はリンスポート１００に挿入され、分注プローブ８内の分離バッファ液が全量吐出されるとともに分注プローブ８の内外が洗浄される。

この泳動テスト工程で流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されたときは、試料を注入して分析を行なうために次の工程（Ｑ）へ進むが、流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、流路への分離バッファ液の充填をし直すために工程（Ｂ）に戻る。

流路への分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数（Ｎ）を予め設定しておき、その回数だけ分離バッファ液の充填し直しを行なっても流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されないときは、そのマイクロチップを保持部７から取り外し、別のマイクロチップに交換した後、工程（Ｂ）に戻る。分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数Ｎは特に限定されるものではないが、例えば２又は３が適当である。

（Ｑ）試料供給用リザーバ５３−１にのみ吸引ノズル２２−１が挿入され、そのリザーバ５３−１の分離バッファ液が吸引されて除去される。
（Ｒ）分注ノズル８により試料供給用リザーバ５３−１に洗浄液が供給される。洗浄液は例えば純水である。
（Ｓ）試料供給用リザーバ５３−１に吸引ノズル２２−１が挿入され、洗浄液が吸引されて除去される。

（Ｔ）試料供給用リザーバ５３−１に分注プローブ８から所定量の試料溶液が分注される。試料溶液の分注量は、試料溶液分注量設定部１０２（図１）によりマイクロチップごとに設定された量である。
（Ｕ）それぞれのリザーバ５３−１〜５３−４に電極が挿入されて試料供給用の電圧が印加され、試料が流路５４と５５の交差位置へ導かれる。

（Ｖ）印加電圧が泳動分離用の電圧に切り換えられ、試料が分離流路５５でリザーバ５３−４の方向に電気泳動されて分離する。
（Ｗ）分析終了後、各吸引ノズル２２−１〜２２−４がリンスプール１０２に挿入されて洗浄液が吸引され、ノズル内外が洗浄されるとともに、プローブ８がリンスポート１００に挿入されて内外が洗浄される。
なお、実施例では、制御部３８は、試料溶液分注量設定部１０２、分離媒体分注量設定部１０４及び試料溶液／分離媒体分注量設定部１０６のすべてを備えているが、そのうちの１つ又は２つを備えるようにしてもよい。

２ 分注部
４ シリンジポンプ
５，５−１〜５−４ マイクロチップ
８ 分注プローブ
８ｂ 溝
１６ 分離バッファ液充填・排出部
２２−１〜２２−４ 吸引ノズル
２６（２６−１〜２６−４） 電気泳動用高圧電源部
３８ 制御部
１０２ 試料溶液分注量設定部
１０４ 分離媒体分注量設定部
１０６ 試料溶液／分離媒体分注量設定部

Claims (3)

1. 板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、前記リザーバが上面にくるように固定して保持するチップ保持部と、
   前記マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
   試料溶液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
   前記分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
   前記リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、
   前記マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことにより前記マイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すように前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたマイクロチップ電気泳動装置において、
   前記制御部は、予め測定された実験データにおいて理論段数が最大となる試料溶液分注量を前記マイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ
   前記制御部は、前記試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいて前記マイクロチップごとに前記分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御することを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。
2. 前記制御部は、予め測定された実験データにおいて理論段数が最大となる分離媒体分注量を前記マイクロチップごとに設定した分離媒体分注量設定部をさらに備え、かつ
   前記制御部は、前記分離媒体分注量設定部に設定された分離媒体分注量に基づいて前記マイクロチップごとに前記バッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御する請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
3. 板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、前記リザーバが上面にくるように保持するチップ保持部と、
   前記マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
   試料溶液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
   前記分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
   前記リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、
   前記マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことにより前記マイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すように前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたマイクロチップ電気泳動装置において、
   前記制御部は、予め測定された実験データにおいて理論段数が最大となる試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液／分離媒体分注量設定部を備え、かつ
   前記制御部は、前記試料溶液／分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び／又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに前記分注プローブによる試料溶液の分注動作及び／又は前記バッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御することを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。

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